تکنولوژی پرینتر سه بعدی VAT POLYMERIZATION

Vat Polymerization یک فرایند چاپ سه بعدی است که در آن منبع نور به طور انتخابی، رزین فوتوپلیمر را در یک محفظه کیور می کند. دو شکل متداول ازاین تکنولوژی، (SLA (Stereolithography) و (DLP (Digital Light Processing است.
تفاوت اساسی بین این نوع فناوریهای چاپ سه بعدی در منبع نوری است که از آنها برای کیور کردن رزین استفاده می کنند. چاپگرهای SLA بر خلاف رویکرد voxel که توسط یک چاپگر DLP استفاده می شود، از لیزر نقطه ای استفاده می کنند.

• انواع فناوری چاپ سه بعدی: (Stereolithography (SLA), Masked Stereolithography (MSLA) , Direct Light Processing (DLP
• مواد: رزین فوتوپلیمر (استاندارد ، قالبگیری ، شفاف ، درجه حرارت بالا)
• دقت ابعادی: ± 0.5٪ (حد پایین 0.15 میلی متر mm)
• کاربرد های متداول: نمونه های اولیه پلیمری مانند قالب تزریق. جواهرات (ریخته گری)؛ دندانپزشکی؛ سمعک
• نقاط قوت: سطح صاف پایان. جزئیات خوب
• نقاط ضعف: شکننده، برای قطعات مکانیکی مناسب نیست

تکنولوژی چاپ سه بعدی (Stereolithography (SLA

SLA تمایز تاریخی اولین فناوری پرینتر سه بعدی جهان را به خود اختصاص داده است. استریولیتوگرافی توسط چاک هال در سال 1986 اختراع شد ، کسی که حق ثبت اختراع در این فناوری را ثبت کرد و برای تجارت در این زمینه ، شرکت 3D Systems را تاسیس کرد.

یک چاپگر SLA از  گالوانومتر های آینه دار استفاده می کند که یکی در محور X و دیگری در محور Y قرار دارد. این گالوانومتر ها به سرعت پرتو لیزر را در طیف وسیعی از رزین ها پخش می کنند ، بطور انتخابی یک سطح مقطع از شیء را در داخل این محفظه ساخت سفت و محکم می کند و قطعه را به صورت لایه ای روی لایه ای دیگر می سازد.

اکثر چاپگرهای SLA برای کیور کردن قطعات از لیزر حالت جامد استفاده می کنند. نقطه ضعف این نوع تکنولوژی پرینتر سه بعدی VAT POLYMERIZATION با استفاده از لیزر نقطه ای این است که برای ساخت سطح مقطع یک شی در مقایسه با DLP می تواند زمان بیشتری ببرد.

تکنولوژی پرینت سه بعدی (Digital Light Processing (DLP

با نگاهی به DLP متوجه می شویم این نوع فناوری پرینت سه بعدی تقریباً مشابه SLA است. تفاوت مهم این است که DLP از یک پروژکتور نور دیجیتال استفاده می کند تا یک تصویر واحد از هر لایه به یکباره فلاش بزند (یا چندین فلاش برای قطعات بزرگتر).

از آنجا که پروژکتور یک صفحه نمایش دیجیتال است، تصویر هر لایه از پیکسل های مربع تشکیل شده است، در نتیجه یک لایه از بلوک های مستطیل به نام voxel تشکیل می شود.

DLP می تواند در مقایسه با SLA سریعتر قطعه را چاپ کند. این بدان دلیل است که یک لایه کامل به یکباره توسط پروژکتور تابانده می شود، نه این که سطح مقطع را با نقطه لیزر ردیابی کند.

این نور با استفاده از نمایشگرهای دیود (LED) و یا منبع نور ماوراء بنفش (لامپ) که به وسیله (Micromirror Digital (DMD هدایت می شود روی صفخه ساخت تابانده می شود.

DMD مجموعه ای از آینه های میکرو است که جایی که نور باید تابانده شود را کنترل می کند و الگوی نوری را روی صفحه ساخت  ایجاد می کند.

تکنولوژی چاپ سه بعدی (Masked Stereolithography (MSLA

Masked Stereolithography از یک دسته LED به عنوان منبع نور خود استفاده می کند و از طریق صفحه LCD نور UV را می تاباند و یک تک لایه را به عنوان یک ماسک به نمایش می گذارد – از این رو MSLA نامیده می شود.

مانند DLP ، فوتوماسک LCD به صورت دیجیتالی نمایش داده می شود و از پیکسل های مربعی تشکیل شده است. اندازه پیکسل فوتوماسک LCD ، گرانولی بودن یک چاپ را مشخص می کند. بنابراین، دقت XY ثابت است و بستگی به این ندارد که چقدر می توانید به خوبی لنز را بزرگنمایی /scale کنید، چیزی که در مورد DLP وجود دارد. تفاوت دیگر بین چاپگرهای مبتنی بر DLP و فن آوری MSLA در این است که دومی به جای یک منبع تابش نور نقطه ای مانند یک دیود لیزری یا لامپ DLP از مجموعه ای از صدها فرستنده نور جداگانه استفاده می کند.

مشابهMSLA، DLP  می تواند در شرایط مشخص، زمان چاپ سریعتر در مقایسه با SLA داشته باشد. به این دلیل که یک لایه به طور کامل و یکباره ظاهر می شود، نه این که سطح مقطع با نقطه لیزر ساخته شود.
به دلیل کم هزینه بودن MSLA ،LCD  به بخشی از چاپگرهای رزین رومیزی اقتصادی تبدیل شده است.

 

 

سوالات متداول:

1- چه نرم‌افزارهایی برای طراحی قطعات Vat Polymerization مورد استفاده قرار می‌گیرد؟
نرم‌افزارهای CAD مانند SolidWorks، Fusion 360 و نرم‌افزارهای تخصصی پرینت سه بعدی مانند PreForm و Chitubox استفاده می‌شوند.

2- آیا Vat Polymerization برای تولید قطعات بزرگ مناسب است؟
به دلیل محدودیت حجم مخزن رزین، این تکنولوژی بیشتر برای قطعات کوچک و متوسط مناسب است.